Pourquoi Dieu avait-il besoin de placer notre petite planète dans un univers aussi grand ? N’est-ce pas un incroyable gaspillage ? Quand bien même notre galaxie, la Voie lactée, serait nécessaire, pourquoi donc s’embêter à en fabriquer des milliards et des milliards d’autres ?
En repassant rapidement ce que l’on sait de l’histoire de l’univers, on va voir que toutes ces galaxies superflues, sont en fait nécessaires.
Nous sommes faits, entre autres, d’atomes de carbone, avec 6 protons. D’où vient ce carbone ?
L’univers primordial
Remontons aussi loin dans le temps que nos connaissances actuelles le permettent. On trouve ce qu’on appelle un plasma quark-gluon, baignant un univers super chaud et en expansion. A cause de cette expansion, l’univers se refroidit, ce qui permet de former des neutrons et des protons à partir de ces quarks et gluons. Pas de carbone ici.
L’univers poursuit son expansion, la température continue de baisser, mais reste néanmoins assez élevée pour que les protons fusionnent. Ils ne s’en privent pas et forment de l’hélium, du lithium, et quelques autres bestioles dont le nombre de protons par noyau ne dépasse pas 4. C’est ce qu’on appelle la nucléosynthèse primordiale. Toujours pas de carbone à ce stade.
L’expansion se poursuivant, la température baisse encore et la fusion n’est bientôt plus possible. Fait trop froid. L’expansion se poursuit, la température continue de baisser, et on arrive à une époque où les électrons, qui jusque-là n’en faisaient qu’à leur tête, sont bien gentiment récupérés par les noyaux chargés positivement. Il fait désormais trop froid pour former un plasma. Soit dit en passant, la lumière présente à ce moment se découple de la matière et on peut encore l’observer aujourd’hui : c’est le fameux fond diffus cosmologique.
Apparition des étoiles
L’univers, toujours en expansion (ça, ça change pas), entre alors dans une phase électriquement neutre, peuplée uniquement d’atomes légers. C’est alors la gravité qui, localement, va condenser la matière et faire des étoiles. Et c’est au cœur de ces étoiles que la fusion peut reprendre, et depuis la matière première disponible, c’est-à-dire essentiellement hydrogène et hélium, fabriquer du carbone, de l’oxygène, et cetera. On a enfin du carbone. Mais il est prisonnier des étoiles.
Il faut donc que ces étoiles parviennent en fin de vie et explosent façon supernova, pour que ces éléments soient rejetés dans l’univers et entrent à leur tour dans la composition de nouvelles étoiles… avec des planètes autour. À ce stade, on est enfin parvenu à fabriquer des planètes porteuses de carbone, et de toute la table périodique (ou presque). Laissez ensuite mijoter quelques milliards d’années supplémentaires pour que la vie apparaisse et accouche de bipèdes dotés de cerveaux qui parviendront à reconstituer un brouillon de cette histoire.
En synthèse
Résumons : À partir de la nucléosynthèse primordiale, il faut que les étoiles naissent, fabriquent des éléments lourds, puis meurent pour que ces éléments entrent dans la formation de planètes, puis qu’il s’écoule quelques milliards d’années avant que la vie n’arrive jusqu’à nous. D’ici là, l’expansion à l’œuvre pendant tout ce temps, aura engendré un univers aussi vaste que le nôtre.
Un autre scénario ?
Peut-on imaginer une expansion plus lente, accouchant donc d’un univers plus petit quand il arriverait à nous ? Pas trop. Le taux d’expansion ne pourrait avoir trop différer du nôtre sans accoucher d’un univers impropre à la vie (on rejoint là l’idée d’ajustement fin).
Peut-on imaginer qu’il n’ait pas fallu des milliards d’années pour arriver à nous, de sorte que l’univers que nous observons serait bien plus petit, n’ayant pas eu autant de temps pour gonfler ? Non plus. Il a fallu des milliards d’années pour que la vie parvienne à nous une fois apparue sur terre. La chose aurait-elle pu aller plus vite ? Je crois que nous l’ignorons. On n’ignore pas en revanche le temps qu’il faut pour qu’une étoile naisse et meure. Pour le soleil par exemple, environ 10 milliards d’années. C’est donc l’ordre de grandeur du temps minimum qu’il a fallu à l’univers pour nous fabriquer. On reste dans les milliards d’années, évolution rapide ou pas.
Bref, plus petit, ça le fait pas.
